JPH05259500A - 受光素子 - Google Patents
受光素子Info
- Publication number
- JPH05259500A JPH05259500A JP4052849A JP5284992A JPH05259500A JP H05259500 A JPH05259500 A JP H05259500A JP 4052849 A JP4052849 A JP 4052849A JP 5284992 A JP5284992 A JP 5284992A JP H05259500 A JPH05259500 A JP H05259500A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- layer
- substrate
- electrode
- receiving element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 13
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 33
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 14
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 abstract 2
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 abstract 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000004871 chemical beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 241000024188 Andala Species 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 受光素子の感度を高め、しかも周波数特性を
改善する。 【構成】 受光しようとする波長に対して透明な基板７
を用い、これに光吸収層３を含む半導体構造を載置し、
基板７側から光が入射するようにする。
改善する。 【構成】 受光しようとする波長に対して透明な基板７
を用い、これに光吸収層３を含む半導体構造を載置し、
基板７側から光が入射するようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は受光素子の構造に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】図６および図７は従来例の受光素子の構
造を示す図であり、図６は斜視図、図７は図６における
Ａ−Ａに沿った断面図である。この従来例は、ワング、
ブルーム共著「１００ＧＨｚバンドウィドゥス・プレー
ナＧａＡｓショットキーフォトダイオード」、エレクト
ロニクス・レーターズ第１９巻、１９８３年、第５５４
頁（S.Y.WANG and D.M.BLOOM,"100GHz BANDWIDTH PLANA
R GaAs SCHOTTKY PHOTODIODE", Electron.Lett.19 (198
3) 554) に示されたものである。
造を示す図であり、図６は斜視図、図７は図６における
Ａ−Ａに沿った断面図である。この従来例は、ワング、
ブルーム共著「１００ＧＨｚバンドウィドゥス・プレー
ナＧａＡｓショットキーフォトダイオード」、エレクト
ロニクス・レーターズ第１９巻、１９８３年、第５５４
頁（S.Y.WANG and D.M.BLOOM,"100GHz BANDWIDTH PLANA
R GaAs SCHOTTKY PHOTODIODE", Electron.Lett.19 (198
3) 554) に示されたものである。
【０００３】この従来例素子は、基板として半絶縁性Ｇ
ａＡｓ基板６１を用い、その上に、ｎ+ 型ＧａＡｓ層６
２を介して光吸収層としてのｎ- 型ＧａＡｓ層６３がエ
ピタキシャルに形成される。ｎ+ 型ＧａＡｓ層６２には
オーミック電極６４が接続され、ｎ- 型ＧａＡｓ層６３
には半透明ショットキー電極６５が接続される。ショッ
トキー電極６５の表面には反射防止のための誘電体膜６
６が設けられる。
ａＡｓ基板６１を用い、その上に、ｎ+ 型ＧａＡｓ層６
２を介して光吸収層としてのｎ- 型ＧａＡｓ層６３がエ
ピタキシャルに形成される。ｎ+ 型ＧａＡｓ層６２には
オーミック電極６４が接続され、ｎ- 型ＧａＡｓ層６３
には半透明ショットキー電極６５が接続される。ショッ
トキー電極６５の表面には反射防止のための誘電体膜６
６が設けられる。
【０００４】この従来例素子の感度は、主に、ｎ- 型Ｇ
ａＡｓ層６３の厚さと、ショットキー電極６５の光の透
過性とによって決定される。また、周波数特性は、ｎ-
型ＧａＡｓ層６３の厚さと、接合容量、電極パッドの容
量、ショットキー電極６５の抵抗などからなる等価回路
の遮断周波数で決定される。
ａＡｓ層６３の厚さと、ショットキー電極６５の光の透
過性とによって決定される。また、周波数特性は、ｎ-
型ＧａＡｓ層６３の厚さと、接合容量、電極パッドの容
量、ショットキー電極６５の抵抗などからなる等価回路
の遮断周波数で決定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のシ
ョットキーフォトダイオードでは、ショットキー電極を
通して光を入射させる必要があった。この場合、感度の
観点からは、ショットキー電極を薄くして透過率を高め
ることが望ましい。しかし、高速応答の観点からはＣＲ
積を小さくする必要があり、電極を厚くして抵抗を低く
することが望ましい。このように、従来は感度向上と周
波数特性向上とに相反する要求があり、その結果、ショ
ットキー電極として使用できる材料としては、光の吸収
が小さく、かつ抵抗率の小さいものに限定されていた。
また、厚さも両者の兼ね合いから決定する必要がある。
一般には１００オングストローム程度の厚さのＡｕショ
ットキー電極が使用され、そのときの吸収は１０％程度
である。
ョットキーフォトダイオードでは、ショットキー電極を
通して光を入射させる必要があった。この場合、感度の
観点からは、ショットキー電極を薄くして透過率を高め
ることが望ましい。しかし、高速応答の観点からはＣＲ
積を小さくする必要があり、電極を厚くして抵抗を低く
することが望ましい。このように、従来は感度向上と周
波数特性向上とに相反する要求があり、その結果、ショ
ットキー電極として使用できる材料としては、光の吸収
が小さく、かつ抵抗率の小さいものに限定されていた。
また、厚さも両者の兼ね合いから決定する必要がある。
一般には１００オングストローム程度の厚さのＡｕショ
ットキー電極が使用され、そのときの吸収は１０％程度
である。
【０００６】また、高速応答を実現するためには接合容
量や電極パッドの容量などの寄生容量を低減する必要が
あるが、ＧａＡｓなどの半導体は誘電率が高く、寄生容
量を減らすことは困難である。
量や電極パッドの容量などの寄生容量を低減する必要が
あるが、ＧａＡｓなどの半導体は誘電率が高く、寄生容
量を減らすことは困難である。
【０００７】さらに、接合容量を低減するには本質的に
素子寸法を小さくする必要があり、入射光との位置合わ
せが困難となる。
素子寸法を小さくする必要があり、入射光との位置合わ
せが困難となる。
【０００８】本発明は、以上の課題を解決し、感度が高
くしかも周波数特性に優れた受光素子を提供することを
目的とする。
くしかも周波数特性に優れた受光素子を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の受光素子は、基
板が受光波長に対して透明であり、二つの電極が光吸収
構造の受光面の反対面側に設けられ、基板と光吸収構造
との間に反射防止膜を備えたことを特徴とする。すなわ
ち、光吸収構造の光入射面が反射防止膜を介して基板に
向けて配置される。
板が受光波長に対して透明であり、二つの電極が光吸収
構造の受光面の反対面側に設けられ、基板と光吸収構造
との間に反射防止膜を備えたことを特徴とする。すなわ
ち、光吸収構造の光入射面が反射防止膜を介して基板に
向けて配置される。
【００１０】基板は前記半導体材料に比較して低誘電率
の材料、例えばガラス製であることが望ましい。
の材料、例えばガラス製であることが望ましい。
【００１１】基板には、入射光を光吸収構造に集光させ
る集光構造、例えばレンズを設けることができる。
る集光構造、例えばレンズを設けることができる。
【００１２】光吸収構造としては、ショットキー構造や
ＰＩＮ構造など、従来から受光素子に用いられているも
のを用いることができる。このような素子では、光吸収
構造内に、光吸収層に加えて、オーミック接続のために
光吸収層に比較して高い濃度で不純物が添加された高濃
度半導体層を含む。そして、ショットキー構造の場合に
は、二つの電極の一方が光吸収層にショットキー接続さ
れ、他方が高濃度半導体層にオーミック接続される。Ｐ
ＩＮ構造の場合には、導電型の異なる二つの高濃度半導
体が設けられ、それぞれに電極が接続される。高濃度半
導体層については光吸収層に積層させてもよいが、光吸
収層に選択的に形成し、二つの電極を同一平面上に設け
ることもできる。
ＰＩＮ構造など、従来から受光素子に用いられているも
のを用いることができる。このような素子では、光吸収
構造内に、光吸収層に加えて、オーミック接続のために
光吸収層に比較して高い濃度で不純物が添加された高濃
度半導体層を含む。そして、ショットキー構造の場合に
は、二つの電極の一方が光吸収層にショットキー接続さ
れ、他方が高濃度半導体層にオーミック接続される。Ｐ
ＩＮ構造の場合には、導電型の異なる二つの高濃度半導
体が設けられ、それぞれに電極が接続される。高濃度半
導体層については光吸収層に積層させてもよいが、光吸
収層に選択的に形成し、二つの電極を同一平面上に設け
ることもできる。
【００１３】このような素子を製造するには、半導体基
板上に、エッチングされ易い材料を介して光吸収構造を
エピタキシャル成長させ、光吸収構造を補強剤で補強し
てからエッチングを行って半導体基板と光吸収構造とを
分離し、その光吸収構造を透明基板上に接着する。
板上に、エッチングされ易い材料を介して光吸収構造を
エピタキシャル成長させ、光吸収構造を補強剤で補強し
てからエッチングを行って半導体基板と光吸収構造とを
分離し、その光吸収構造を透明基板上に接着する。
【００１４】本明細書において「上」とは、素子の特定
の方向をいうものではなく、単に基板から離れる方向を
いう。
の方向をいうものではなく、単に基板から離れる方向を
いう。
【００１５】
【作用】光を電極側からではなく基板側から光吸収層に
入射させる。したがって、電極を厚くして低抵抗化し、
受光素子の高速応答性を高めることができる。また、基
板の自由度が高くなるので、低誘電率のものを用いれ
ば、寄生容量を減らすことができる。
入射させる。したがって、電極を厚くして低抵抗化し、
受光素子の高速応答性を高めることができる。また、基
板の自由度が高くなるので、低誘電率のものを用いれ
ば、寄生容量を減らすことができる。
【００１６】本発明の受光素子は、基板の制限が小さ
く、受光素子以外の素子が形成された基板を用いること
もでき、全体としての機能を複合化することもできる。
く、受光素子以外の素子が形成された基板を用いること
もでき、全体としての機能を複合化することもできる。
【００１７】
【実施例】図１は本発明第一実施例の受光素子を示す断
面構造図であり、本発明をＧａＡｓショットキーフォト
ダイオードで実施した例を示す。
面構造図であり、本発明をＧａＡｓショットキーフォト
ダイオードで実施した例を示す。
【００１８】この実施例素子は基板としてガラス基板７
を備え、このガラス基板７上には、半導体材料による光
吸収構造としてのｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層２およびｎ型Ｇ
ａＡｓ層３が載置される。ｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層２はオ
ーミックコンタクトのための層であり、ｎ型ＧａＡｓ層
３は光吸収のための層である。ｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層
２、ｎ型ＧａＡｓ層３およびＳｉＮx 層６の露出部は半
導体保護および半導体−電極間絶縁のためＳｉＯ2 層５
で覆われ、このＳｉＯ2 層５にそれぞれ設けられた窓を
通して、ｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層２にはオーミック電極１
が、ｎ型ＧａＡｓ層３にはＡｕショットキー電極４がそ
れぞれ接続される。
を備え、このガラス基板７上には、半導体材料による光
吸収構造としてのｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層２およびｎ型Ｇ
ａＡｓ層３が載置される。ｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層２はオ
ーミックコンタクトのための層であり、ｎ型ＧａＡｓ層
３は光吸収のための層である。ｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層
２、ｎ型ＧａＡｓ層３およびＳｉＮx 層６の露出部は半
導体保護および半導体−電極間絶縁のためＳｉＯ2 層５
で覆われ、このＳｉＯ2 層５にそれぞれ設けられた窓を
通して、ｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層２にはオーミック電極１
が、ｎ型ＧａＡｓ層３にはＡｕショットキー電極４がそ
れぞれ接続される。
【００１９】ここで本実施例の特徴とするところは、ガ
ラス基板７は受光しようとする波長に対して透明であ
り、オーミック電極１およびＡｕショットキー電極４が
ｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層２およびｎ型ＧａＡｓ層３の受光
面の反対面側に設けられ、ガラス基板７とｎ+ 型ＡｌＧ
ａＡｓ層２との間に反射防止膜としてのＳｉＮx 層６を
備えたことにある。
ラス基板７は受光しようとする波長に対して透明であ
り、オーミック電極１およびＡｕショットキー電極４が
ｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層２およびｎ型ＧａＡｓ層３の受光
面の反対面側に設けられ、ガラス基板７とｎ+ 型ＡｌＧ
ａＡｓ層２との間に反射防止膜としてのＳｉＮx 層６を
備えたことにある。
【００２０】ｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層２のＡｌ組成比につ
いては、ｎ型ＧａＡｓ層３における吸収波長に対して透
明となるように選択する。試作ではＡｌ組成比を０．３
とした。
いては、ｎ型ＧａＡｓ層３における吸収波長に対して透
明となるように選択する。試作ではＡｌ組成比を０．３
とした。
【００２１】この構造では、ガラス基板７側からの入射
光ｈνのうち、そのエネルギがｎ+型ＡｌＧａＡｓ層２
のバンドギャップエネルギより小さいものが、そこを透
過してｎ型ＧａＡｓ層３に達する。さらに、ｎ型ＧａＡ
ｓ層３に達した光のうち、ｎ型ＧａＡｓ層３のバンドギ
ャップエネルギより大きいものがそこで吸収され、電子
正孔対を発生する。この電子正孔対はｎ型ＧａＡｓ層３
内に形成された電界により掃き出され、オーミック電極
１およびＡｕショットキー電極４から取り出されて出力
電流となる。ｎ型ＧａＡｓ層３で吸収されなかった光は
Ａｕショットキー電極４で反射され、再びｎ型ＧａＡｓ
層３を通過する。したがって、入射方向で吸収しきれな
かった光を反射方向で吸収することができる。
光ｈνのうち、そのエネルギがｎ+型ＡｌＧａＡｓ層２
のバンドギャップエネルギより小さいものが、そこを透
過してｎ型ＧａＡｓ層３に達する。さらに、ｎ型ＧａＡ
ｓ層３に達した光のうち、ｎ型ＧａＡｓ層３のバンドギ
ャップエネルギより大きいものがそこで吸収され、電子
正孔対を発生する。この電子正孔対はｎ型ＧａＡｓ層３
内に形成された電界により掃き出され、オーミック電極
１およびＡｕショットキー電極４から取り出されて出力
電流となる。ｎ型ＧａＡｓ層３で吸収されなかった光は
Ａｕショットキー電極４で反射され、再びｎ型ＧａＡｓ
層３を通過する。したがって、入射方向で吸収しきれな
かった光を反射方向で吸収することができる。
【００２２】図２は第一実施例の製造方法を示す図であ
り、エピタキシャルリフトオフ法による例を示す。
り、エピタキシャルリフトオフ法による例を示す。
【００２３】この方法では、まず、図２（ａ）に示すよ
うに、（１００）ＧａＡｓ基板２１上に、ケミカル・ビ
ーム・エピタキシ（ＣＢＥ）法により、ＡｌＡｓ層２
２、ｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層２およびｎ型ＧａＡｓ層３を
エピタキシャルに成長させる。続いて、その試料表面を
アピエゾンワックス２３で被覆し、ＨＦに浸してＡｌＡ
ｓ層２２を選択的にエッチングする。これにより、図２
（ｂ）に示すように、基板と成長膜とが分離する。この
一方でガラス基板７上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＮ
x 層６を形成しておき、それに、図２（ｂ）に示した工
程で得られた成長膜を載置して分子間力で張り付け、ア
ピエゾンワックスを除去する。これにより、図２（ｃ）
に示す構造が得られる。次に、図２（ｄ）に示すよう
に、フォトリソグラフィおよびエッチングにより素子の
動作領域を分離し、プラズマＣＶＤ法により全面にＳｉ
Ｏ2 膜５を形成する。続いて、図２（ｅ）に示すよう
に、フォトリソグラフィ、ＳｉＯ2 エッチングおよびリ
フトオフ工程により、ｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層２にオーミ
ック電極１、ｎ型ＧａＡｓ層３にＡｕショットキー電極
４をそれぞれ接続する。
うに、（１００）ＧａＡｓ基板２１上に、ケミカル・ビ
ーム・エピタキシ（ＣＢＥ）法により、ＡｌＡｓ層２
２、ｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層２およびｎ型ＧａＡｓ層３を
エピタキシャルに成長させる。続いて、その試料表面を
アピエゾンワックス２３で被覆し、ＨＦに浸してＡｌＡ
ｓ層２２を選択的にエッチングする。これにより、図２
（ｂ）に示すように、基板と成長膜とが分離する。この
一方でガラス基板７上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＮ
x 層６を形成しておき、それに、図２（ｂ）に示した工
程で得られた成長膜を載置して分子間力で張り付け、ア
ピエゾンワックスを除去する。これにより、図２（ｃ）
に示す構造が得られる。次に、図２（ｄ）に示すよう
に、フォトリソグラフィおよびエッチングにより素子の
動作領域を分離し、プラズマＣＶＤ法により全面にＳｉ
Ｏ2 膜５を形成する。続いて、図２（ｅ）に示すよう
に、フォトリソグラフィ、ＳｉＯ2 エッチングおよびリ
フトオフ工程により、ｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層２にオーミ
ック電極１、ｎ型ＧａＡｓ層３にＡｕショットキー電極
４をそれぞれ接続する。
【００２４】図３は本発明第二実施例の受光素子を示す
断面構造図である。
断面構造図である。
【００２５】この実施例は、ガラス基板７内にレンズ３
１を設けたことが第一実施例と異なる。レンズ３１は、
例えばイオン交換法により形成する。この構造では、光
がレンズ３１により集光されて光吸収層であるｎ型Ｇａ
Ａｓ層３に入射する。したがって、入射光と素子との位
置合わせが容易になる。
１を設けたことが第一実施例と異なる。レンズ３１は、
例えばイオン交換法により形成する。この構造では、光
がレンズ３１により集光されて光吸収層であるｎ型Ｇａ
Ａｓ層３に入射する。したがって、入射光と素子との位
置合わせが容易になる。
【００２６】図４は本発明第三実施例の受光素子を示す
断面構造図である。
断面構造図である。
【００２７】この実施例は、光吸収層としてのｎ型Ｇａ
Ａｓ層３をＳｉＮx 層６上に直接に設け、そのｎ型Ｇａ
Ａｓ層３の一部にオーミックコンタクト領域４１を設け
たことが第一実施例と異なる。オーミックコンタクト領
域４１は、ｎ型不純物の選択イオン注入または選択拡散
により形成する。この構造では、第一実施例と異なり、
光吸収層と基板との間、すなわちｎ型ＧａＡｓ層３とガ
ラス基板７との間には、光を吸収する層が存在しない。
このため、素子が感度をもつ光の範囲は、ｎ型ＧａＡｓ
層３のバンドギャップエネルギより大きいエネルギ範囲
となる。したがって第一実施例に比較して高エネルギ領
域（＝短波長領域）でも感度をもつようになる。
Ａｓ層３をＳｉＮx 層６上に直接に設け、そのｎ型Ｇａ
Ａｓ層３の一部にオーミックコンタクト領域４１を設け
たことが第一実施例と異なる。オーミックコンタクト領
域４１は、ｎ型不純物の選択イオン注入または選択拡散
により形成する。この構造では、第一実施例と異なり、
光吸収層と基板との間、すなわちｎ型ＧａＡｓ層３とガ
ラス基板７との間には、光を吸収する層が存在しない。
このため、素子が感度をもつ光の範囲は、ｎ型ＧａＡｓ
層３のバンドギャップエネルギより大きいエネルギ範囲
となる。したがって第一実施例に比較して高エネルギ領
域（＝短波長領域）でも感度をもつようになる。
【００２８】図５は分光感度特性の測定結果例を示す。
ここでは、第一実施例にしたがって試作した受光素子
と、同じ吸収層厚をもつ従来構造の素子とに関する測定
結果を示す。
ここでは、第一実施例にしたがって試作した受光素子
と、同じ吸収層厚をもつ従来構造の素子とに関する測定
結果を示す。
【００２９】この図に示したように、本発明実施例素子
は波長７８０ｎｍにおいて約７０％の量子効率が得られ
ている。これは、図示した従来構造の素子の約１．６倍
の量子効率である。この特性改善の要因としては、１．
ショットキー電極を通さずに光が入射するため、従来例
で問題となったショットキー電極での吸収による感度低
下が生じない、２．ショットキー電極により未吸収光が
ほぼ全反射されるため、吸収層の厚さが等価的に二倍と
なり、感度が向上するの二つが考えられる。
は波長７８０ｎｍにおいて約７０％の量子効率が得られ
ている。これは、図示した従来構造の素子の約１．６倍
の量子効率である。この特性改善の要因としては、１．
ショットキー電極を通さずに光が入射するため、従来例
で問題となったショットキー電極での吸収による感度低
下が生じない、２．ショットキー電極により未吸収光が
ほぼ全反射されるため、吸収層の厚さが等価的に二倍と
なり、感度が向上するの二つが考えられる。
【００３０】以上の説明ではＧａＡｓショットキーフォ
トダイオードの例を示したが、本発明は他の半導体材料
や他の構造でも同様に実施できる。
トダイオードの例を示したが、本発明は他の半導体材料
や他の構造でも同様に実施できる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の受光素子
は、電極を通さずに光が入射するため、電極での吸収に
よる感度低下が生じない。特にショットキーフォトダイ
オードの場合、従来はショットキー電極を通して光を入
射する必要があったのに対し、本発明では、ショットキ
ーフォトダイオードであっても電極を通した光入射は行
われない。また、電極が光入射側と反対側にあるため、
未吸収光がほぼ全反射され、光吸収層の厚さが等価的に
二倍となって感度が向上する。
は、電極を通さずに光が入射するため、電極での吸収に
よる感度低下が生じない。特にショットキーフォトダイ
オードの場合、従来はショットキー電極を通して光を入
射する必要があったのに対し、本発明では、ショットキ
ーフォトダイオードであっても電極を通した光入射は行
われない。また、電極が光入射側と反対側にあるため、
未吸収光がほぼ全反射され、光吸収層の厚さが等価的に
二倍となって感度が向上する。
【００３２】さらに、電極での吸収を考慮する必要がな
いので、電極の厚さの制限がなく、抵抗率の大きな材料
でも低抵抗を実現でき、材料選択の自由度が高まる。ま
た、それに伴ってプロセスの自由度も高まる。
いので、電極の厚さの制限がなく、抵抗率の大きな材料
でも低抵抗を実現でき、材料選択の自由度が高まる。ま
た、それに伴ってプロセスの自由度も高まる。
【００３３】基板材料の選択自由度も高く、特に低誘電
率の材料を用いた場合には、電極パッドの寄生容量を小
さくでき、素子の等価回路におけるＣＲ積を小さくして
周波数特性を高めることができる。また、受光素子の出
力回路など受光素子以外の電子回路あるいは光学回路が
形成された基板を用いれば、素子を複合化することがで
き、全体としての性能を向上させることができる。
率の材料を用いた場合には、電極パッドの寄生容量を小
さくでき、素子の等価回路におけるＣＲ積を小さくして
周波数特性を高めることができる。また、受光素子の出
力回路など受光素子以外の電子回路あるいは光学回路が
形成された基板を用いれば、素子を複合化することがで
き、全体としての性能を向上させることができる。
【図１】本発明第一実施例の受光素子を示す断面構造
図。
図。
【図２】製造方法を示す図。
【図３】本発明第二実施例の受光素子を示す断面構造
図。
図。
【図４】本発明第三実施例の受光素子を示す断面構造
図。
図。
【図５】分光感度特性の測定結果例を示す図。
【図６】従来例受光素子の構造を示す斜視図。
【図７】従来例受光素子の構造を示す断面図。
１ オーミック電極 ２ ｎ+ 型ＡｌＧａＡｓ層 ３ ｎ型ＧａＡｓ層 ４ Ａｕショットキー電極 ５ ＳｉＯ2 層 ６ ＳｉＮx 層 ７ ガラス基板 ２１ ＧａＡｓ基板 ２２ ＡｌＡｓ層 ２３ アピエゾンワックス ３１ レンズ ４１ オーミックコンタクト領域 ６１ 半絶縁性ＧａＡｓ基板 ６２ ｎ+ 型ＧａＡｓ層 ６３ ｎ- 型ＧａＡｓ層 ６４ オーミック電極 ６５ ショットキー電極 ６６ 誘電体膜
Claims (6)
- 【請求項１】 基板と、 この基板に載置された半導体材料による光吸収構造と、 この光吸収構造に電気的に接続された二つの電極とを備
えた受光素子において、 前記基板は受光波長に対して透明であり、 前記二つの電極は前記光吸収構造の受光面の反対面側に
設けられ、 前記基板と前記光吸収構造との間に反射防止膜を備えた
ことを特徴とする受光素子。 - 【請求項２】 基板は前記半導体材料に比較して低誘電
率の材料で形成された請求項１記載の受光素子。 - 【請求項３】 基板には入射光を光吸収構造に集光させ
る集光構造が設けられた請求項１または２記載の受光素
子。 - 【請求項４】 光吸収構造は、光吸収層と、オーミック
接続のために前記光吸収層に比較して高い濃度で不純物
が添加された高濃度半導体層とを含む請求項１記載の受
光素子。 - 【請求項５】 二つの電極は、一方が光吸収層にショッ
トキー接続され、他方が高濃度半導体層にオーミック接
続された請求項４記載の受光素子。 - 【請求項６】 高濃度半導体層は光吸収層に選択的に形
成された層であり、二つの電極は同一平面上に設けられ
た請求項４記載の受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4052849A JPH05259500A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4052849A JPH05259500A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05259500A true JPH05259500A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=12926301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4052849A Pending JPH05259500A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05259500A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7094664B2 (en) | 2000-11-10 | 2006-08-22 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method for fabricating semiconductor photodetector |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6285478A (ja) * | 1985-10-09 | 1987-04-18 | Yokogawa Electric Corp | シヨツトキ−フオトダイオ−ド |
| JPS63205971A (ja) * | 1987-02-21 | 1988-08-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | シヨツトキ接合型半導体受光装置 |
| JPS63269580A (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-07 | Fujitsu Ltd | 光検出器 |
-
1992
- 1992-03-11 JP JP4052849A patent/JPH05259500A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6285478A (ja) * | 1985-10-09 | 1987-04-18 | Yokogawa Electric Corp | シヨツトキ−フオトダイオ−ド |
| JPS63205971A (ja) * | 1987-02-21 | 1988-08-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | シヨツトキ接合型半導体受光装置 |
| JPS63269580A (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-07 | Fujitsu Ltd | 光検出器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7094664B2 (en) | 2000-11-10 | 2006-08-22 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method for fabricating semiconductor photodetector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6252221B1 (en) | Photo-conductive switch having an improved semiconductor structure | |
| US5280189A (en) | Semiconductor element with a silicon layer | |
| US4358676A (en) | High speed edge illumination photodetector | |
| US6399967B1 (en) | Device for selectively detecting light by wavelengths | |
| US5880482A (en) | Low dark current photodetector | |
| US20050067667A1 (en) | Fast silicon photodiodes with high back surface reflectance in a wavelength range close to the bandgap | |
| US20070057299A1 (en) | Systems and methods having a metal-semiconductor-metal (msm) photodetector with buried oxide layer | |
| US4700209A (en) | Avalanche photodiode and a method of making same | |
| US4745446A (en) | Photodetector and amplifier integration | |
| US20080272418A1 (en) | Semiconductor component comprising a buried mirror | |
| JP4109159B2 (ja) | 半導体受光素子 | |
| CA1280196C (en) | Avanlanche photodiode | |
| US20220271182A1 (en) | Backside illuminated avalanche photodiode and manufacturing method thereof | |
| JPH05259500A (ja) | 受光素子 | |
| JP2844097B2 (ja) | 受光素子 | |
| US20230253516A1 (en) | Photodetector | |
| JP4284781B2 (ja) | Ｍｓｍ型フォトダイオード | |
| JP2742358B2 (ja) | 半導体光検出器およびその製造方法 | |
| JP2709008B2 (ja) | 半導体光検出器の製造方法 | |
| WO2021100082A1 (ja) | 受光素子およびその製造方法 | |
| JP2711055B2 (ja) | 半導体光検出器およびその製造方法 | |
| JPH0722641A (ja) | 受光素子 | |
| JPH05175535A (ja) | 量子化Ｓｉ光半導体装置 | |
| JP2766761B2 (ja) | 半導体光検出器およびその製造方法 | |
| JPH09148616A (ja) | 半導体導波路型受光素子およびその製造方法 |